JP4297750B2 - Power steering device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえばフォークリフトやホイールローダなどの産業用車両に設けられるパワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to a power steering device provided in an industrial vehicle such as a forklift or a wheel loader.
従来、この種のパワーステアリング装置としては、ハンドルと圧油供給器との間にステアリングシャフトを介在した構成が提供されている(たとえば、特許文献1参照。)。
そして具体的には、ハンドル側は、運転者の体形などに応じて調整できるように、本体側に対して前後にティルト(傾き)可能に構成され、また圧油供給器は本体側の定位置に固定されている。そのためにステアリングシャフトは、ハンドルが連結されるシャフトと、このシャフトと圧油供給器とを連動連結するユニバーサルジョイントや中間シャフトなどにより構成され、ユニバーサルジョイントや中間シャフトなどによってハンドル側のティルト(傾き)を吸収している。
Specifically, the handle side is configured to be tiltable back and forth with respect to the main body side so that it can be adjusted according to the body shape of the driver, etc., and the pressure oil feeder is positioned at a fixed position on the main body side. It is fixed to. For this purpose, the steering shaft is composed of a shaft to which the steering wheel is connected and a universal joint or intermediate shaft that interlocks and connects the shaft and the pressure oil supply device. Is absorbed.
しかし、上記した従来構成によると、ユニバーサルジョイントや中間シャフトなどを必要とするため、パワーステアリング装置の全体が構造複雑にかつコスト高になっていた。
そこで本発明の請求項1記載の発明は、ユニバーサルジョイントや中間シャフトなどを省略し得るパワーステアリング装置を提供することを目的としたものである。
However, according to the above-described conventional configuration, a universal joint, an intermediate shaft, and the like are required, so that the entire power steering apparatus has a complicated structure and high cost.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power steering device that can omit a universal joint, an intermediate shaft, and the like.
前述した目的を達成するために、本発明の請求項1記載のパワーステアリング装置は、ロータリ式の切換弁を使用し、この切換弁のスプールの回転角の分だけロータを回転させ、このロータによって押しのけられた、油圧ポンプから供給される圧油を、前記切換弁の下流側に接続され車輪の換向角度を切り換えるステアリングシリンダへ送り出し、前記油圧ポンプが停止して圧油が供給されなくなると、前記ステアリングシリンダへ油を送るハンドポンプとして動作するようにして圧油供給器を構成し、上部にハンドルが連結されたシャフトを、コラムに挿通するとともにコラム側に回転自在に支持させ、コラムの下部に取り付け部材を設け、この取り付け部材は、横板部と一対の縦板部とを有する状態で形成されるとともに、両縦板部をそれぞれシャフト軸心に直交状のティルト支点を介して本体側からの左右一対の支持部材に揺動自在に連結し、前記取り付け部材の横板部に前記圧油供給器を連結するとともに、この圧油供給器のスプールに前記シャフトの下部を連動連結し、前記左右一対の支持部材のうち一方の支持部材は上方へ突出され、この一方の支持部材の上端部分と前記コラムの中間部との間にティルトハンドル固定手段を設けたことを特徴としたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a power steering device according to
したがって請求項1の発明によると、ティルトハンドル固定手段を緩めることで、一方の支持部材に対するコラムの固定を解除し得る。この状態で、ハンドルに押し引き力を作用させると、その押し引き力を、シャフトやコラムを介して取り付け部材に伝達し得、以て取り付け部材を両支持部材に対してティルト支点の周りに回動し得る。このとき、取り付け部材に連結している圧油供給器もティルト支点の周りに回動することになって、シャフトとスプールの連動連結を維持することになり、以て1本のシャフトのみによる連動構成でありながら、本体側に対するパワーステアリング装置の前後へのティルト(傾き)を円滑に行える。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, the column can be fixed to one of the support members by loosening the tilt handle fixing means. In this state, when a pushing / pulling force is applied to the handle, the pushing / pulling force can be transmitted to the mounting member via the shaft or the column, so that the mounting member is rotated around the tilt fulcrum with respect to both support members . Can move. At this time, the pressure oil feeder connected to the mounting member also rotates around the tilt fulcrum, and the interlocking connection between the shaft and the spool is maintained, and thus the interlocking by only one shaft is performed. Although it is configured, tilting (tilting) forward and backward of the power steering device with respect to the main body side can be performed smoothly.
その後、ティルトハンドル固定手段を固定動させることで一方の支持部材にコラムを固定し得、これによりハンドルを運転者の体形などに応じて調整し得る。そして通常の運転は、ハンドルを正逆に回転させるなどして行えるのであり、その際にハンドルの回転を、1本のシャフトのみを介して圧油供給器のスプールに伝達し得、以て圧油供給器を動作して圧油の給排を行える。 Thereafter, the column can be fixed to one of the support members by fixing the tilt handle fixing means , whereby the handle can be adjusted according to the body shape of the driver. And normal operation can be performed by rotating the handle in the forward and reverse directions. At this time, the rotation of the handle can be transmitted to the spool of the pressure oil supply device through only one shaft. The oil supply unit can be operated to supply and discharge pressure oil.
また本発明の請求項2記載のパワーステアリング装置は、上記した請求項1記載の構成において、取り付け部材は、横板部と一対の縦板部とを有する状態でU字状に曲げ形成されていることを特徴としたものである。
The power steering apparatus according to claim 2 of the present invention, in the configuration of
したがって請求項2の発明によると、ティルト支点の近くに圧油供給器を位置させた構成を、構造簡単にして実現し得る。 Therefore, according to the second aspect of the present invention, the structure in which the pressure oil feeder is located near the tilt fulcrum can be realized with a simple structure.
上記した本発明の請求項1によると、ティルトハンドル固定手段を緩めることで、一方の支持部材に対するコラムの固定を解除でき、この状態でハンドルに押し引き力を作用させることで、その押し引き力を、シャフトやコラムを介して取り付け部材に伝達でき、以て取り付け部材を両支持部材に対してティルト支点の周りに回動できる。このとき、取り付け部材に連結している圧油供給器もティルト支点の周りに回動することになって、シャフトとスプールの連動連結を維持でき、以て1本のシャフトのみによる連動構成でありながら、本体側に対するパワーステアリング装置の前後へのティルト(傾き)を円滑に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the column is fixed to one of the supporting members by loosening the tilt handle fixing means, and the pushing / pulling force is applied to the handle in this state. Can be transmitted to the mounting member via the shaft or column, so that the mounting member can be rotated around the tilt fulcrum with respect to both support members . At this time, the pressure oil feeder connected to the mounting member also rotates around the tilt fulcrum, so that the interlocking connection between the shaft and the spool can be maintained, and thus the interlocking configuration is based on only one shaft. However, tilting (tilting) forward and backward of the power steering apparatus with respect to the main body side can be performed smoothly.
その後、ティルトハンドル固定手段を固定動させることで一方の支持部材にコラムを固定でき、これによりハンドルを運転者の体形などに応じて調整できる。そして通常の運転は、ハンドルを正逆に回転させるなどして行えるのであり、その際にハンドルの回転を、1本のシャフトのみを介して圧油供給器のスプールに伝達でき、以て圧油供給器を動作して圧油の給排を行うことができる。 Thereafter, the column can be fixed to one of the support members by fixing the tilt handle fixing means , whereby the handle can be adjusted according to the body shape of the driver. And normal operation can be performed by rotating the handle in the forward and reverse directions. At that time, the rotation of the handle can be transmitted to the spool of the pressure oil supply device through only one shaft, thereby Pressure oil can be supplied and discharged by operating the feeder.
これにより、ユニバーサルジョイントや中間シャフトなどを省略した全体が低コストのパワーステアリング装置を提供できる。しかもティルト支点の近くに圧油供給器を位置できて、ティルト時における圧油供給器の作動範囲(揺動範囲)を小さくでき、これにより運転席の足元ブレーキ部のクリアランスを充分に確保できるとともに、ティルト支点をハンドルに近い位置として、ハンドルの傾斜を大きく調整できる。 As a result, a low-cost power steering device can be provided as a whole without the universal joint and intermediate shaft. Moreover, the pressure oil feeder can be located near the tilt fulcrum, and the operating range (swing range) of the pressure oil feeder during tilting can be reduced, thereby ensuring sufficient clearance for the foot brake part of the driver's seat. The tilt of the handle can be greatly adjusted by setting the tilt fulcrum to a position close to the handle.
また上記した本発明の請求項2によると、ティルト支点の近くに圧油供給器を位置させた構成を、構造簡単にして容易に実現できる。 According to the second aspect of the present invention, the structure in which the pressure oil feeder is located near the tilt fulcrum can be easily realized with a simple structure.
ユニバーサルジョイントや中間シャフトなどを省略した構成でありながら、本体側に対するパワーステアリング装置の前後へのティルトを円滑に行うことを実現した。
[実施の形態]
以下に、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
Although the universal joint and intermediate shaft are omitted, the power steering device can be tilted smoothly before and after the power steering device.
[Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず図7、図8において、圧油供給器11の構成と作用とを説明する。すなわち、ハンドル(詳細は後述する。)5を直進位置にした状態では、圧油供給器11内の切換弁部12のスプール13がC位置となり、圧油は各ステアリングシリンダ14,15に供給されない。
First, in FIG. 7 and FIG. 8, the configuration and operation of the
そして、ハンドル5を直進位置から左回転すると、上記スプール13がC→L位置に切り換わり、油圧ポンプ16からの圧油はステアリング優先流量調整弁17を通り圧油供給器11に流れ込む。さらに圧油は、メータリング部18およびスプール13を通って、第1のステアリングシリンダ14のテイル側と第2のステアリングシリンダ15のロッド側とに流れ込む。これとともに、第1のステアリングシリンダ14のロッド側と第2のステアリングシリンダ15のテイル側との圧油はスプール13を通って回収タンク19に流れ込む。そして、両ステアリングシリンダ14,15に所定量の圧油が供給されて車輪が所定角度切り換わると、スプール13がL→C位置に切り換わり、両ステアリングシリンダ14,15への圧油の供給が停止される。
Then, when the
また、ハンドル5を右回転した場合は、スプール13がC→R位置に切り換わり、圧油が、第2のステアリングシリンダ15のテイル側と第1のステアリングシリンダ14のロッド側とに流れ込むとともに、第2のステアリングシリンダ15のロッド側と第1のステアリングシリンダ14のテイル側との圧油は回収タンク19に回収される。
Further, when the
さらに上記圧油供給器11の作動を説明すると、ハンドル5を左回転した場合、シャフト(詳細は後述する。)31を介してスプール13が回転するため、このスプール13はスリーブ21に対し相対的に変位する。これにより、油路が開通して、Pポート22から流入した圧油(点線矢印A)は切り換えられたスリーブ21の油孔、スプール13の油溝そしてスリーブ21の油孔を通ってハウジング23の油路からメータリング部18へ送られロータ24を回転する。
Further, the operation of the
ロータ24の回転によって吐出される圧油(一点鎖線矢印B)は切換弁部12へ送られ、スリーブ21およびスプール13を経てLポート25から、第1のステアリングシリンダ14のテイル側と第2のステアリングシリンダ15のロッド側とに流れ込む。これとともに、第1のステアリングシリンダ14のロッド側と第2のステアリングシリンダ15のテイル側との圧油(二点鎖線矢印C)は排出されてRポート26に戻り、スリーブ21およびスプール13を経てTポート27から流出する。
The pressure oil discharged by the rotation of the rotor 24 (the one-dot chain line arrow B) is sent to the
ここで、上記のようにロータ24が回転するとドライブシャフト28およびスリーブ21が共に回転する。すなわち、ハンドル5を回してスプール13を回転すると、このスプール13に追従してスリーブ21が同じ量だけ回転してスプール13の変位を無くし、以て切換弁部12の油路が全閉する。これにより、ハンドル5の回転角の分だけロータ24が回転して、このロータ24によって押しのけられた圧油が両ステアリングシリンダ14,15へ送られることになる。
Here, when the
また、ハンドル5を右回転した場合、ロータ24が逆回転し、ロータ24の吸い込みおよび吐出が逆になる。これにより、圧油はRポート26から両ステアリングシリンダ14,15へ流れ、両ステアリングシリンダ14,15から排出された圧油はLポート25へ戻る。
Further, when the
また、車両のエンジン停止などにより油圧ポンプ16が停止して圧油が供給されなくなると、圧油供給器11は緊急手動かじ取り装置となる。すなわち、スプール13は所定角度回転すると、クロスピン29にぶつかり、クロスピン29はドライブシャフト28を介してロータ24を回転させ、メータリング部18は両ステアリングシリンダ14,15へ油を送るハンドポンプとして動作する。
Further, when the
以上の12、13、18、21〜29などにより、ロータリ式の切換弁を使用し、この切換弁のスプール13の回転角の分だけロータ24を回転させ、このロータ24によって押しのけられた、油圧ポンプ16から供給される圧油を、前記切換弁の下流側に接続され車輪(図示せず。)の換向角度を切り換えるステアリングシリンダ14,15へ送り出し、前記油圧ポンプ16が停止して圧油が供給されなくなると、前記ステアリングシリンダ14,15へ油を送るハンドポンプとして動作するようにした圧油供給器11の一例が構成される。
According to the above 12, 13, 18, 21 to 29, etc., a rotary type switching valve is used, the
次に、上記構成の圧油供給器11を含めたパワーステアリング装置10の詳細を、図1〜図6において説明する。
シャフト31は1本のロッド状であって、その上部にハンドル5が連結され、また下部は前記圧油供給器11のスプール13に連動連結されている。すなわち、シャフト31の上部にはハンドル5の中央ボス部6が外嵌され、シャフト31の上部に形成されたねじ部31aにナット体32が螺合されることで、シャフト31の上部にハンドル5が連結される。なおハンドル5には、回転操作を容易にするためのノブ7が設けられている。
Next, details of the
The
前記シャフト31は、筒状のコラム33に挿通されるとともにコラム33に回転自在に支持されている。すなわち、コラム33の上端には上位筒状体34が固定され、この上位筒状体34に内嵌されたベアリング35によりシャフト31の上部が回転自在に支持されている。その際にベアリング35は、スナップリング36により上位筒状体34側に位置決めされている。
The
前記コラム33の下部に取り付け部材37が設けられるとともに、この取り付け部材37は、シャフト軸心31Aに直交状のティルト支点43を介してフロントカバー(本体側の一例)1に揺動自在に連結されている。すなわち、コラム33の下端には下位筒状体38が固定され、この下位筒状体38に取り付け部材37が外嵌固定されている。ここで取り付け部材37は、横板部37aと左右一対の縦板部37bとを有する状態でU字状に曲げ形成され、横板部37aの中央部分に形成された貫通孔37cを通してコラム33の下端が嵌め込まれた状態で、溶接などにより固定されている。
An
そして、一対の縦板部37bにはそれぞれ横方向のねじ孔37dが形成され、フロントカバー1側からの左右一対の支持部材2A,2Bにブッシュ39を介して回転自在に支持された左右一対のボルト体40が、それぞれねじ孔37dに螺合されることにより、両縦板部37bがそれぞれ、ボルト体40による回転軸心からなるティルト支点43を介してフロントカバー1側に揺動自在に連結されている。
A pair of left and right screw holes 37d are formed in the pair of
前記取り付け部材37の横板部37aに前記圧油供給器11が連結されるとともに、この圧油供給器11のスプール13に前記シャフト31の下部が連動連結されている。すなわち、圧油供給器11のハウジング23が横板部37aに対して下方から当て付けられ、そして横板部37aに上方から通した複数本のボルト体41がハウジング23側に螺合されることで、横板部37aの下面に圧油供給器11が連結される。その際に、シャフト31の下部に形成されたスプライン軸部31bが、スプール13の上部に形成されたスプライン孔部13aに差し込まれることで、シャフト31の下部がスプール13に連動連結される。
The
前記コラム33の中間部とフロントカバー1側との間にティルトハンドル固定手段45が設けられる。すなわち、コラム33の中間部で外面側には連結用部材46が溶接などにより取り付けられ、この連結用部材46には左右方向のねじ孔47が形成されている。そして一方の支持部材2Bは上方へ突出され、その上端部分は前記連結用部材46に外側から当接される。さらに支持部材2Bの上端部分には、前記ティルト支点43を中心とした円弧状の長孔3が形成されている。ボルト状のロック体48は、そのねじ部48aが長孔3に外側から通され、そしてねじ孔47に螺合されている。なおロック体48には、回転用の操作レバー49が設けられている。以上の3、46〜49などによりティルトハンドル固定手段45の一例が構成される。
A tilt handle fixing means 45 is provided between the intermediate portion of the
前記コラム33には、その上端に上部ブラケット51が、前記連結用部材46の近くの中間部分に中間ブラケット53が、この中間ブラケット53の下方に下部ブラケット54が、それぞれ溶接などにより連結されている。なお、上部ブラケット51はコンビネーション装置55の取り付けに、中間ブラケット53はメータパネル56の取り付けに、下部ブラケット54はカバー体57の取り付けに使用される。
An
以下に、上記した実施の形態における作用を説明する。
たとえば図1、図6実線の状態において、運転者は、操作レバー49を介してロック体48を回転させ、ねじ孔47に対するねじ部48aの螺合を緩めることで、支持部材2Bに対する連結用部材46の圧着(固定)を解除し得る。この状態で、ハンドル5に押し力を作用させると、その押し力が、シャフト31、ベアリング35、上位筒状体34、コラム33、下位筒状体38を介して取り付け部材37に伝達され、以て図2、図6仮想線に示すように、取り付け部材37を支持部材2A,2Bに対してティルト支点43の周りに回動させる。
The operation in the above embodiment will be described below.
For example, in the state of the solid lines in FIGS. 1 and 6, the driver rotates the
このとき、取り付け部材37に連結している圧油供給器11もティルト支点43の周りに回動することになって、シャフト31とスプール13の連動連結を維持することになり、以て1本のシャフト31のみによる連動構成でありながら、フロントカバー(本体側)1に対するパワーステアリング装置10の前方へのティルト(傾き)を、所望角度θで円滑に行える。その後、操作レバー49を介してロック体48を前述とは逆回転させ、ねじ孔47に対してねじ部48aを螺合させることで、支持部材2Bに連結用部材46を圧着(固定)させ得る。これによりハンドル5を、運転者の体形などに応じて調整し得る。
At this time, the
また、支持部材2Bに対する連結用部材46の圧着(固定)を解除した状態で、ハンドル5に引き力を作用させることで、上述とは逆に、フロントカバー(本体側)1に対するパワーステアリング装置10の後方へのティルト(傾き)を円滑に行える。
In addition, by applying a pulling force to the
なお、パワーステアリング装置10の前後へのティルトは、長孔3内でのロック体48の移動許容範囲により規制される。そして前後へのティルトは、カバー体57も一体状として行われる。
Note that tilting forward and backward of the
通常の運転は、ハンドル5を正逆に回転させるなどして行えるのであり、その際にハンドル5の回転は、1本のシャフト31のみを介して圧油供給器11のスプール13に伝達し得る。さらにハンドル5の回転は、コラム33の上部に設けたベアリング35による支持によって、芯ずれなどによるステアリング操舵力の悪影響が生じることなく常に円滑に行えるとともに、ベアリング35を、スナップリング36により上位筒状体34側に位置決めすることで、ハンドル5の回転支持機構を構造簡単にかつ低コストで提供し得る。
The normal operation can be performed by rotating the
上記した実施の形態では、取り付け部材37を、横板部37aと一対の縦板部37bとを有する状態でU字状に曲げ形成しているが、この取り付け部材としては、横板部に一対の縦板部を溶接により一体化した構成、逆U字状に形成した構成などであってもよい。
In the above-described embodiment, the
1 フロントカバー(本体側)
2A 支持部材
2B 支持部材
3 長孔
5 ハンドル
6 中央ボス部
10 パワーステアリング装置
11 圧油供給器
12 切換弁部
13 スプール
13a スプライン孔部
14 ステアリングシリンダ
15 ステアリングシリンダ
16 油圧ポンプ
18 メータリング部
23 ハウジング
24 ロータ
28 ドライブシャフト
31 シャフト
31b スプライン軸部
31A シャフト軸心
33 コラム
34 上位筒状体
35 ベアリング
36 スナップリング
37 取り付け部材
37a 横板部
37b 縦板部
38 下位筒状体
40 ボルト体
41 ボルト体
43 ティルト支点
45 ティルトハンドル固定手段
46 連結用部材
48 ロック体
49 操作レバー
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